$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

동일 주파수 위성 전송을 위한 자기 간섭 제거 방식
Self-interference Cancellation for Shared Band Satellite Transmission 원문보기

한국위성정보통신학회논문지 = Journal of satellite, information and communications, v.10 no.4, 2015년, pp.101 - 106  

유준규 (한국전자통신연구원 위성광대역방송통신연구실) ,  전한익 (과학기술연합대학원대학교 이동통신 및 디지털방송공학과) ,  오덕길 (한국전자통신연구원 위성광대역방송통신연구실) ,  유희정 (영남대학교 정보통신공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에서는 위성통신망의 주파수 효율 향상을 위해 중심국과 단말국이 동일 주파수 대역을 사용하여 위성으로 전송하는 동일 주파수 위성 전송 시스템을 고려한다. 이와 같은 시스템이 동작하기 위해 중심국은 자신이 송신한 신호가 위성을 거쳐 다시 되돌아 오는 자기 간섭 신호를 제거하여, 수신하고자 하는 단말국 신호만을 추출하는 자기 간섭 제거기가 필요하다. 중심국에서 제거하고자 하는 간섭 신호는 자신이 송신한 신호가 지연된 신호이기 때문에 일반적인 간섭 신호와는 달리 송신 신호를 지연시켜 제거가 가능한 신호이다. 이때 중심국 또는 위성에 있는 전력 증폭기의 비선형성을 고려하여 간섭 제거기를 설계해야 한다. 간섭 제거기는 송신 신호의 지연을 추정하고, 전력 증폭기의 비선형성을 반영하여 제거하는 부분과 잔여 오차를 적응 필터로 억제하는 부분으로 구성된다. 더불어, 모의 실험을 통하여 제안 방식의 효용성을 검증하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a shared band transmission, in which downlink signals from satellite to both earth station and user terminal are transmitted in the same frequency band, is considered. For proper operation of such shared band transmission, self-interference caused by the transmitted signal from its ow...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 우선 전력 증폭기의 비선형성 인지 및 동기 블록을 이용한 1차 제거와 잔여 간섭 제거를 위한 적응형 필터를 사용한 2차 제거가 있다. 간섭 제거기의 설명에 앞서서, 우선 간섭제거기로 입력되는 신호의 특성을 살펴보자. 중심국의 간섭제거기로 들어오는 신호에는 광대역의 DVB-S2 신호와 단말에서 전송하는 DVB-RCS 협대역의 신호가 들어온다.
  • 우선 전력 증폭기 비선형성 인지를 통하여 전력 증폭기의 볼테라 시리즈 모델을 구하고, 이를 중심국의 송신 신호에 적용하여 원래 중심국의 출력 신호를 구성한다. 그리고, 위성에서 수신한 신호로부터 timing recovery 및 frame synchronization, 주파수 동기를 수행한 후에 재구성된 신호를 제거함으로써 어느 정도의 간섭 제거 목표를 달성할 수 있다.
  • 하지만, 단말 쪽에서는 되돌아온 간섭 신호(DVB-RCS 신호)가 수신하고자 하는 DVB-S2 신호에 비하여 주파수 전력 밀도도 낮고, 대역폭도 작아서 잡음으로 무시하고 처리할 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 간섭신호인 DVB-S2 신호가 수신하고자 하는 DVB-RCS 신호 대비 아주 큰 경우를 고려하여 중심국에서의 간섭 제거 방식을 설계한다.
  • 그리고 이와 같은 간섭의 시간에 따라서 변하는 특성을 가질 수도 있다. 따라서 이를 제거하기 위한 적응형 필터 형태의 간섭 제거기를 두어 잔여 간섭을 제거하고자 한다.
  • 하지만, 높은 주파수 대역의 간섭이 조금 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 따라서 적응 필터를 통하여 이를 개선하고자 한다.
  • 본 논문에서는 이와 같이 동일 주파수를 사용하는 위성 통신 시스템의 개념을 도입하는데 필요한 자기 간섭 제거기를 설계한다. 국내 천리안 위성을 기반으로 서비스를 하고 있는 DVB-S2 시스템[1]과 DVB-RCS 시스템[2]을 고려하여 중심국에서의 간섭 제거기를 설계한다.
  • 본 논문에서는 전력 증폭기의 비선형성을 고려한 간섭 제거기의 구조를 제안하고 있어서, 우선 전력 증폭기의 비선형 모델에 대한 고찰이 필요하다. 전력 증폭기의 비선형 특성은 AM-AM (amplitude-amplitude modulation)과 AM-PM (amplitude-phase modulation) 특성으로 나타낼 수 있으며, AM-AM 특성은 전력 증폭기 입력 신호의 크기와 전력 증폭기 출력 신호의 크기를 나타내는 값이고, AM-PM 특성은 전력 증폭기 입력 신호의 크기와 전력 증폭기 출력 신호의 위상의 값이다.
  • 우선 적응형 필터를 적용하지 않고 1차 제거만 사용하는 경우의 결과를 살펴보도록 하자. 그림 8에서 보듯이, 적응 필터를 사용하지 않고 추정한 결과만 바로 제거하더라고 약 10dB 정도의 SNR을 확보할 수 있는 것을 확인 할 수 있다.

가설 설정

  • 위성과 중심국 수신단에서는 SNR은 광대역 신호를 기준으로 30dB라고 가정하였다. 그리고 단말에서 전송하는 협대역 신호는 BPSK 변조된 단일 반송파 신호로 모델링하였고, 그 대역폭은 DVB-S2 신호의 1/10이라고 가정하였다. 그림 4에서 보는 바와 같이 중심국 수신단에서 보면, 주파수 전력 밀도 관점에서, 약 13dB정도 낮은 전력 밀도를 갖는다.
  • 여기서, K는 볼테라 시리즈의 차수를 나타내고, Q는 메모리 차수를 나타낸다. 본 논문에서는 K=5, Q=2라고 가정하고, 아래의 계수들을 이용한다[4].
  • 본 논문에서는 중심국에서 단말국으로 송신하는 신호의 규격을 DVB-S2로 가정하였고, 단말국에서 중심국으로 전송되는 DVB-RCS로 모사될 수 있는 임의의 협대역 신호라고 가정하였다. 그림 1에서 보는 것과 같이 중심국에서 단말국으로 전송하는 DVB-S2의 광대역 신호가 있고, 단말에서 중심국으로 전달되는 DVB-RCS 협대역 신호가 있다.
  • 우선 timing recovery를 비롯한 모든 블록은 2x oversampling 영역에서 동작하는 것을 가정하였다. Timing recovery 블록의 구조는 아래와 같이 Gardener 방식을 사용하였다.
  • 35인 square root raised cosine filter를 이용하였다. 위성과 중심국 수신단에서는 SNR은 광대역 신호를 기준으로 30dB라고 가정하였다. 그리고 단말에서 전송하는 협대역 신호는 BPSK 변조된 단일 반송파 신호로 모델링하였고, 그 대역폭은 DVB-S2 신호의 1/10이라고 가정하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 논문에서는 어떤 경우를 고려하여 간섭 제거 방식을 설계하였는가? 하지만, 단말 쪽에서는 되돌아온 간섭 신호(DVB-RCS 신호)가 수신하고자 하는 DVB-S2 신호에 비하여 주파수 전력 밀도도 낮고, 대역폭도 작아서 잡음으로 무시하고 처리할 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 간섭신호인 DVB-S2 신호가 수신하고자 하는 DVB-RCS 신호 대비 아주 큰 경우를 고려하여 중심국에서의 간섭 제거 방식을 설계한다.
위성 통신의 단점은 무엇인가? 위성 통신의 경우, 도서 지역, 재난 상황 및 해상에서의 통신 수단으로 일반 이동 통신의 약점을 보완하는 형태로 그 장점들이 부각되고 있다. 하지만, 위성 중계기 임대비용이 고가라는 점이 단점이다. 따라서, 위성 주파수의 효율적 활용에서뿐만 아니라, 위성 주파수 확보 측면에서도 기존의 주파수를 재활용 가능하여 그 효용성을 극대화 할 수 있다.
전력 증폭기의 비선형 특성은 무엇으로 나타낼 수 있는가? 본 논문에서는 전력 증폭기의 비선형성을 고려한 간섭 제 거기의 구조를 제안하고 있어서, 우선 전력 증폭기의 비선형 모델에 대한 고찰이 필요하다. 전력 증폭기의 비선형 특성은 AM-AM (amplitude-amplitude modulation)과 AM-PM (amplitude-phase modulation) 특성으로 나타낼 수 있으며, AM-AM 특성은 전력 증폭기 입력 신호의 크기와 전력 증폭기 출력 신호의 크기를 나타내는 값이고, AM-PM 특성은 전력 증폭기 입력 신호의 크기와 전력 증폭기 출력 신호의 위상의 값이다. 더구나 전력 증폭기는 메모리 효과(memory effect)를 가지고 있기 때문에 전력 증폭기의 출력은 전력 증폭기의 이전 입력 신호들에 의해 영향을 받게 되어 주파수에 따라 전력 증폭기의 특성이 달라지게 된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (4)

  1. ETSI, "Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications; Part 1: DVB-S2," EN 302 307-1. 

  2. ESTI, "Digital Video Broadcasting (DVB); Second Generation DVB Interactive Satellite System (DVB-RCS2); Part 1: Overview and System Level specification," EN TS 101-545-1. 

  3. S. Benedetto, E. Biglieri, R. Daffara, "Modeling and Performance Evaluation of Nonlinear Satellite Links-A Volterra Series Approach," IEEE Trans. Aerospace and Electronic Systems, vol.AES-15, pp.494-507, Jul. 1979. 

  4. R. Raich, H. Qian, and G. T. Zhou. "Orthogonal polynomials for power amplifier modeling and predistorter design," IEEE Trans. Veh. Technol., vol.53, pp.1468-1479, Sep. 2004. 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로